根據哈勃顯示的跡象,黑洞中“缺失的一環”可能會解決十四年之久的太空之謎。
哈勃空間望遠鏡追蹤到一個可疑黑洞,這個黑洞撕碎了離其很近的一個不規則的恆星。著名天文臺發現一個X射線猛烈爆發的來源在2016年被兩個其他的宇宙天文望遠鏡:美國宇航局的錢德勒望遠鏡和歐洲空間站X光多鏡望遠鏡(XMM-牛頓)觀測到。與此同時,天文學家們沒有確定X射線是來自於銀河系內部還是外部,但是哈勃新一代高解析度攝影技術展現了X射線的來源(被熟知為3XMM J215022.4−055108)坐落於一個星團和其他銀河的邊緣,至少通過理論學說,確定一箇中等尺寸的黑洞(IMBH)可能埋伏在這。
哈勃空間望遠鏡的影像展示了一箇中等尺寸的黑洞3XMMJ215022.4−055108(在日環中)的位置,高解析度的影像揭示了黑洞處於遠離銀河系的一個濃厚星團的內部,在其他銀河的中心。(圖片認證:NASA/ESA/D. Lin(新罕布什爾大學)。
一個團隊科研研究進一步暗示了星團可能在一個很久以前就被破壞的小矮星系的內部,但這個矮行星離這個現在群集著星團的較大星系太近,較大星系的引力相互作用可能把矮星系撕開了,只留下了一堆小星星,同時,天文學家認為,這個星團內黑洞的引力粉碎了一顆離得太近的恆星,從而產生了2006年探測到的X射線耀斑。
如果X射線確定來自於一個黑洞,天文學家懷疑這個物件大概是太陽品質的50,000倍,相當於一個羽毛和一個超級龐大、坐落在我們銀河系中心黑洞的對比,有太陽品質的四百萬倍之巨。
"中等品質黑洞一直特別難以發現,因為它們比超大品質黑洞更小,更不活躍;它們沒有能夠容易獲取的燃料來源,也沒有強大的引力來吸引恆星和其它能夠產生x-射線光的宇宙物質。"美國航天局的官員在一次官方宣告中說道,"天文學家要基本上能捕捉到在吞噬恆星的過程中可以被發現的中等品質黑洞。"
一個藝術家的印象是一箇中等品質的黑洞撕裂了一個難以捉摸的恆星,因為這顆恆星經過的太近了。(圖片來源: NASA/ESA/D. Player (STSc1))
在我們對於黑洞如何演化的理解中,中等品質黑洞被認為是缺少的一環。天文學家已經找到了許多與一個星星一樣大小的黑洞的例子。其他較大一些的黑洞通常位於星系的中心。
但是中等品質黑洞仍然很難被證實,因為天文學家們很難理解為什麼超大品質黑洞與恆星大小的黑洞相比變得如此之大,哈勃望遠鏡和其它的天文臺在過去已經發現了其它的中等品質黑洞候選星體,因此這個最新觀察被認為是這類黑洞的強有力證據。
根據美國宇航局的說法,“中等品質黑洞是非常難以捉摸的物體,所以仔細考慮並排除每個候選星體的替代解釋是至關重要的,這就是哈勃允許我們為我們的候選星體做的事。”林大成說道。他是新罕不什爾大學的教授,也是這項研究的首席研究員。
關於X-射線的另一種理論是中子星-爆炸超新星的密集殘骸,這個理論也許是可靠的。然而,根據這顆被撕碎的恆星的X-射線光,天文學家計算出黑洞的品質是5萬太陽品質,這比一箇中子星的品質要大得多(通常只有一個小城市的大小)。品質是用X-射線的亮度--X射線的固有亮度和光譜的形狀來計算的。
哈勃在2009年還幫助找到了另一個可能的中等品質黑洞。哈勃在一個名為ESO 243-49的星系邊緣,發現了這個被稱為HLX-1的天體,同時這個天體也屬於一個在遠古時期有可能是矮星系的星團。然而,我們發現在HLX-1中的X射線有可能來自黑洞周圍的吸積盤。吸積盤被認為是光和其他物體逃離黑洞重力的不歸點。
“主要的區別是,我們的天體正在分裂一顆恆星,這為證明它是一個巨大的黑洞,而不是人們通常認為的一個恆星品質的黑洞——比如HLX-1——提供了強有力的證據。”林說。
一篇文章基於這項研究發表在了《天體物理學雜誌通訊》上。
相關知識
黑洞是時空中的一個具有極強萬有引力的區域,在其中的任何東西——任何粒子,甚至像光這樣的電磁輻射——都無法逃脫。廣義相對論預測,足夠緊密的品質可以使時空變形從而形成黑洞。無法逃離的地域界線被稱為事件視界。儘管事件視界對能夠穿過它的物體的命運和環境有巨大的影響,但它並沒有區域性可探測的特徵。由於黑洞不反射光,因此在許多方面它表現得像一個理想的黑體。此外,彎曲時空中的量子場論預測事件視界能夠發出霍金輻射,其頻譜與溫度與品質成反比的黑體相同。但對於具有恆星品質的黑洞來說,這個溫度近似於十億分之一開爾文,因此根本無法觀測。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3.Elizabeth Howell-,Jing,二十一,cishui